刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)学名缫丝花、送春花、梨石榴、木梨子等,是刺梨属蔷薇科,多年生落叶小灌木,是贵州省特有的野生果树资源,其果实富含维生素C、SOD、类黄酮、以及氨基酸等多种营养物质而具有极高的营养、保健和医药价值。近年来,随着刺梨种植面积的不断扩大,刺梨相关产业也随之迅速发展,各种刺梨产品不断涌现。刺梨在加工过程中会产生大量的果渣,其中仍含有较多的可利用的营养成分,大部分的果渣都会作为废弃物处理,在造成资源浪费的同时,对自然环境也造成污染。因此,本课题以刺梨加工副产物刺梨果渣为原料,通过发酵制备果渣酵素,再利用该酵素为降解液,探讨其对农药的降解效果研究,使刺梨果渣在一定程度上得到充分利用,提高刺梨果渣的附加值。本研究以废弃刺梨果渣为原料,主要针对发酵乳酸菌菌株的分离鉴定、优化刺梨果渣环保酵素发酵工艺,制备刺梨果渣环保酵素。通过对刺梨果渣酵素液功能性酶活研究及相关活性成分测定,考察刺梨果渣环保酵素液对农药残留降解效果的研究。研究结果如下:1.刺梨果渣酵素发酵菌株的筛选:以自然发酵三个月以上的刺梨果渣酵素液为菌种来源,从中分离得到了5株疑似乳酸菌株,经乳酸菌株相关生理生化实验并结合生理生化鉴定结果,对自然发酵酵素液中分离出的5株菌株进行16S r DNA基因序列分析并构建系统发育树。结果表明:S-3菌株和戊糖乳杆菌ATCC8041(L.pentosus strain ATCC 8041)、CL-11和戊糖乳杆菌Z2-2(L.pentosus strain Z2-2)、S-9和植物乳杆菌L009(LBF2)C03(L.plantarum strain L009(LBF2)C03)、S-4和植物乳杆菌WS2(L.plantarum strain WS2)、CL12和植物乳杆菌XLP1733(L.plantarum strain XLP1733)同源性最高,亲缘关系达到99%以上。刺梨果渣含有大量的酚类物质和抗坏血酸,p H值很低,微生物很难存活,因此,根据生长曲线的测定和产酸能力的强弱,同时结合5株菌的产SOD酶活性的大小,选用植物乳杆菌CL12菌株为刺梨果渣酵素发酵菌株。2.刺梨果渣环保酵素发酵工艺的优化:以植物乳杆菌CL12为发酵菌株,同时采用商业菌植物乳杆菌21802作为对比菌株,对刺梨果渣酵素发酵工艺进行响应面优化。采用单因素、P-B实验结合响应面试验设计,对影响发酵工艺的接种量、红糖添加量、初始p H、发酵料液比、发酵时间和发酵温度进行单因素试验,考察各发酵因素对刺梨果渣酵素发酵过程中SOD酶活性和可滴定酸含量的影响。并在此基础上通过P-B实验筛选出对发酵过程最显著的4个因素(即接种量、发酵料液比、发酵时间、发酵温度),并利用这4个因素进行四因素三水平响应面优化组合试验。优化确定的最佳工艺条件为:植物乳杆菌21802菌株接种量、料液比、发酵时间以及发酵温度分别为3.87%、1:5.95、19.89 h和31.69℃、初始p H为5.0、红糖添加量为4%时,发酵刺梨果渣酵素的SOD酶活性为402.12U/ml、可滴定酸含量为2.58 g/kg;植物乳杆菌CL12接种量、料液比、发酵时间以及发酵温度分别为4.75%、1:5.56、18 h和36.04℃、初始p H为5.0、红糖添加量为6%时,发酵刺梨果渣酵素的SOD酶活性为404.88 U/ml、可滴定酸含量为4.16 g/kg。3.通过植物乳杆菌CL12和植物乳杆菌21802对刺梨果渣发酵前后的相关活性成分及有机酸含量的测定:相关活性成分测定结果为发酵前后两株菌株对比纤维素酶活性、过氧化氢酶活性和蛋白酶活性均变化不大,发酵前后的总酚含量均低于发酵前的总酚含量,发酵后的单宁含量均低于发酵前的单宁含量;有机酸及抗坏血酸测定结果为:发酵后的刺梨果渣酵素液中含有草酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、乙酸,且以植物乳杆菌CL12发酵的刺梨果渣酵素液中5种有机酸含量均高于以植物乳杆菌21802发酵的刺梨果渣酵素液,抗坏血酸含量均变化不大。4.以刺梨果渣环保酵素液为降解液,利用气相色谱仪分析其对毒死蜱、联苯菊酯两种农药的降解效果:通过实验可以得出,以植物乳杆菌CL12菌株发酵的酵素液与配置成一定浓度的两种农药分别按1:1混合放置24 h后,对农药联苯菊酯的降解率为21.05%,对农药毒死蜱的降解率为42.05%;放置96 h后,对农药联苯菊酯的降解率为64.65%,对农药毒死蜱的降解率为44.08%。以植物乳杆菌21802菌株发酵的酵素液与配置成一定浓度的两种农药分别按1:1混合放置24h后,对农药联苯菊酯的降解率为16.05%,对农药毒死蜱的降解率为35.10%;放置96 h后,对农药联苯菊酯的降解率为47.72%,对农药毒死蜱的降解率为35.35%。以植物乳杆菌CL12菌株发酵的酵素液降解效果均显著高于以植物乳杆菌21802菌株发酵的酵素液,且以植物乳杆菌CL12菌株发酵的酵素液降解联苯菊酯96 h后降解效果显著,实验结果可为开辟绿色农药残留降解方面提供一定的研究基础和借鉴。